Astronomai, norintys tiksliai nustatyti, kada įvyko Visatos reionozacija, aptiko kai kurias ankstyviausias galaktikas, praėjus maždaug 800 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Vienos galaktikos amžių patvirtino būdingas neutralus vandenilio parašas 787 milijonus metų po Didžiojo sprogimo. Šis radinys yra pirmasis vadinamosios „išmetimo galaktikos“ amžiaus patvirtinimas tuo tolimu metu ir nurodo, kada tikėtina prasidėjo reionizacijos epocha.
Reionizacijos laikotarpis yra tolimiausias laiko tarpas, kurį gali pastebėti astronomai. Didysis sprogimas prieš 13,7 milijardo metų sukūrė karštą, niūrią visatą. Po maždaug 400 000 metų temperatūra atvėso, elektronai ir protonai susijungė, kad susidarytų neutralus vandenilis, o minkštimas išvalytas. Praėjus šiek tiek laiko, prieš 1 milijardą metų po Didžiojo sprogimo, pirmosiose galaktikose neutralus vandenilis pradėjo formuoti žvaigždes, kurios spinduliavo energiją ir pakeitė vandenilį į jonizuotą. Nors tai nebuvo tiršta ankstesnio laikotarpio plazmos sriuba iškart po Didžiojo sprogimo, ši žvaigždžių formacija pradėjo reionizacijos epochą.
Astronomai žino, kad ši era baigėsi maždaug po 1 milijardo metų po Didžiojo sprogimo, bet kai ji prasidėjo, jie jų išvengė.
Mes laukiame „iškritimo“ galaktikų “, - sakė Masami Ouchi, kuris vadovavo JAV ir Japonijos astronomų komandai, žvelgdamas į reionizacijos epochą. „Mes naudojame laipsniškai raudonesnius filtrus, kurie atskleidžia didėjantį šviesos bangos ilgį ir stebi, kurios galaktikos dingsta iš tų filtrų padarytų vaizdų ar„ iškrenta “. Senesnės, labiau nutolusios galaktikos „palaipsniui“ palaipsniui raudonesnius filtrus ir specifinius bangos ilgius gali pasakyti apie galaktikų atstumą ir amžių. Šis tyrimas skiriasi tuo, kad mes apklausėme plotą, kuris yra daugiau nei 100 kartų didesnis nei ankstesni, ir todėl turėjome didesnį ankstyvųjų galaktikų imtį (22) nei ankstesnius tyrimus. Be to, mes sugebėjome patvirtinti vienos galaktikos amžių “, - tęsė jis. „Kadangi visos galaktikos buvo rastos ta pačia metodika, kaip ir anksčiau, tikėtina, kad jos yra to paties amžiaus“.
„Ouchi“ komanda sugebėjo atlikti tokią didelę apklausą, nes 8,3 metrų „Subaru“ teleskopo plačiajuosčio vaizdo kameroje jie naudojo pagal užsakymą pagamintą super raudoną filtrą ir kitus unikalius raudonos spalvos jautrumo technologinius pasiekimus. Jie stebėjo savo duomenis nuo 2006 iki 2009 metų „Subaru“ giluminiame lauke ir „Great Observatories Origins Deep Survey North“ lauke. Tada jie palygino savo pastebėjimus su kitais tyrimais surinktais duomenimis.
Astronomai domėjosi, ar visata per tam tikrą laiką ar palaipsniui patyrė reionizaciją, tačiau dar svarbiau, kad jie bandė atskirti, kada visata pradėjo reionizaciją. Galaktikos tankio ir ryškumo matavimai yra pagrindiniai skaičiavimo žvaigždžių susidarymo greičiams, kurie daug pasako apie tai, kas nutiko, kada. Astronomai įvertino žvaigždžių susidarymo greitį ir vandenilio jonizacijos greitį.
Remdamiesi savo ir kitų tyrimų duomenimis, jie nustatė, kad žvaigždžių susidarymo greitis buvo dramatiškai mažesnis nuo 800 milijonų metų iki maždaug milijardo metų po Didžiojo sprogimo, vėliau. Atitinkamai jie apskaičiavo, kad per šį ankstyvą laiką jonizacijos greitis bus labai lėtas dėl šio mažo žvaigždės susidarymo greičio.
„Mes tikrai nustebome, kad jonizacijos greitis atrodo toks mažas, o tai prieštarautų NASA WMAP palydovo teiginiui. Joje padaryta išvada, kad reionizacija prasidėjo ne vėliau kaip per 600 milijonų metų po Didžiojo sprogimo “, - pažymėjo Ouchi. „Mes manome, kad šią mįslę galima paaiškinti efektyvesniais jonizuojančio fotono gaminimo greičiais ankstyvosiose galaktikose. Masyvių žvaigždžių formavimasis galėjo būti daug stipresnis nei šių dienų galaktikose. Mažiau masyvių žvaigždžių sukuria daugiau jonizuojančių fotonų nei daugelis mažesnių žvaigždžių “, - aiškino jis.
Tyrimas bus paskelbtas gruodžio mėn. Leidinyje „Astrophysical Journal“.
Šaltinis: „EurekAlert“
